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Strukturen im Universum

  • Matthias BartelmannEmail author
Chapter

Zusammenfassung

Im Zusammenhang mit der kosmischen Inflation wurde im vorigen Kapitel diskutiert, wie Strukturen im sehr frühen Universum angelegt worden sein können: Dem inflationären Modell zufolge entstehen sie durch Vakuumfluktuationen eines skalaren Quantenfeldes, die durch die exponentielle Expansion über den Horizont getrieben werden und dort einfrieren. Wie können aus diesen frühesten Strukturen im Universum diejenigen Strukturen werden, die wir heute beobachten?

In diesem Kapitel wird zunächst besprochen, wie Dichtestörungen linear anwachsen und wie sie mit Geschwindigkeitsstörungen verbunden sind. Dies führt zum sogenannten linearen Wachstumsfaktor, der eine wichtige Verbindung zur beobachtenden Kosmologie herstellt. Über die Zel’dovich-Approximation für die Bewegung kosmischer Materieteilchen gelangen wir dann zu ersten Aussagen über den Verlauf der kosmischen Strukturbildung, die über die lineare Entwicklung hinausgehen. Die nichtlineare Entwicklung wird schließlich anhand von Simulationsergebnissen diskutiert.

Außerdem führen wir mit der Korrelationsfunktion und dem Leistungsspektrum einfache und häufig verwendete statistische Maße für kosmische Strukturen ein. Das Leistungsspektrum kosmischer Dichtestörungen, wie es durch die Inflation erzeugt wird, verändert sich im Lauf der kosmischen Expansion auf charakteristische Weise, die zu einer einfachen und genau bestimmten Form des entwickelten Leistungsspektrums führt. Wir beschreiben, wie Korrelationsfunktionen bzw. das Leistungsspektrum gemessen werden können und diskutieren die Ergebnisse, die aus Messungen dieser Größen bisher gewonnen wurden.

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Authors and Affiliations

  1. 1.Institut für Theoretische PhysikUniversität HeidelbergHeidelbergDeutschland

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